川西北双鱼石构造物理模拟及其油气成藏意义

作     者：罗强 luoqiang

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓宾

授予年度：2020年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：川西北段 双鱼石构造带 构造样式 构造物理模拟 油气成藏 

摘      要：川西北段双鱼石构造带位于川西北绵阳剑阁地区,是典型的龙门山-川西前陆盆地北段山前隐伏带构造,大致平行于龙门山冲断带、具NE-SW展布特征,隐伏断裂和圈闭非常发育。近年来川西北双鱼石地区的多口探井相继在二叠系钻获高产气流,使得双鱼石构造带成为现今川西勘探热点。本文围绕川西北双鱼石构造带及其邻区的地表-地腹地质、地球物理资料解释和砂箱构造物理模型模拟等研究,得出主要认识如下:（1）基于川西北段昭化-水磨沟剖面、西庙-枫顺场剖面、彰明-杨家沟剖面路线勘测和矿山梁-天井山构造地质调查等,揭示出区域上以主干断裂（南坝-北川断裂、马角坝断裂和广元-香水隐伏断裂）为界控制着川西北段构造倾向分带性,即构造倾向上从NW至SE构造变形与变质程度逐渐减弱、卷入层次变浅、地层变新。尤其是,沿走向上川西北地区构造变形和抬升剥蚀特征也展现出由NE向SW逐渐变化的差异性特征。（2）三维地震资料揭示,双鱼石地区以中下三叠统滑脱层为界,深部古生界隐伏构造带变形特征与浅表陆相层系具有明显的差异性。浅部山前带发生被动掀斜变形,向盆地变形减弱直至地层近水平展布;深部以二叠系为主发育大量隐伏断裂及伴生的断鼻、断背斜和冲起构造等变形样式。双鱼石构造带地质结构模型揭示其隐伏构造带具有北、中、南分段性特征,即由北向南依次发育以前陆向冲断结构、冲起构造和后陆向反冲结构为主的构造变形样式,总体上揭示由北向南逐渐减弱的前展式扩展变形强度。（3）砂箱物理模拟实验Ⅰ-地层比例模型与实验Ⅱ-断坪-断坡结构模型共同揭示出川西北段分层式变形特征,演化过程均可分为前陆向扩展变形和双重构造扩展变形两个阶段。前陆向扩展变形阶段以砂箱深浅部物质同时发生冲断变形为主;双重构造扩展变形阶段浅层物质首先沿硅胶滑脱层发生前陆向滑脱扩展、形成浅部的前展式断层,随后深部物质挤压变形形成下断坡、中断坪和上断坡与上覆层系构成典型的双重构造。实验Ⅱ-断坪-断坡结构模型揭示砂箱物质的分层式扩展变形,且深部层系冲起构造形成演化过程主要受控于基底断坡结构,揭示出川西北段基底断坡结构对古生界隐伏构造的控制作用,以及双鱼石构造带是新生代晚期龙门山冲断带持续冲断扩展变形的结果。总体上,砂箱楔形体沿物质挤压缩短方向可划分出后缘叠瓦冲断带、内部双重构造变形带和前缘扩展变形带,与川西北段区域典型剖面具有一致性。（4）实验Ⅲ构造剥蚀-沉积模型实验揭示了川西北段沿走向差异性剥蚀-沉积作用控制其沿构造走向的差异性变形特征。实验过程中,无剥蚀、无沉积区（Ⅲ-1区）砂箱物质发生前展式有序冲断,深部层系（即硅胶滑脱层之下）发育叠瓦构造和波状顶板双重构造,冲断带前缘变形区域较宽;剥蚀-沉积区（Ⅲ-3区）受构造剥蚀-沉积作用控制,砂箱楔形体断层多期再活化作用显著,具典型无序冲断特征,深部发育破裂顶板双重构造,物质变形带宽度较窄,断层间距较小;过渡区（Ⅲ-2区）砂箱物质形成斜向断层,协调两侧的不对称变形。实验结果揭示的构造变形强度和断层侧向展布差异与川西北双鱼石构造带实际条件具有一致性,即沿构造走向从北东至南西构造变形强度逐渐减弱,断层逐渐收敛或归并。（5）双鱼石地区空间上构造变形特征差异受下寒武统和中下三叠统多套滑脱层系、深部断坡结构和构造剥蚀-沉积过程三因素共同控制。双鱼石构造带构造圈闭具有新生代晚期形成且与隐伏断层伴生的特征,揭示出晚期调整成藏的重要性。川西北段发育多层系烃源、古生界白云岩优质储层,有效源-储输导体系构成了双鱼石构造带油气晚期成藏的主控因素。